空气调节工程思考题习题答案.docx

1、空气调节工程思考题习题答案绪 论1.人类对空气调节工程提出了哪些要求?空气调节系统是如何满足这些要求地?答：对空气温度、湿度、空气流速和清洁度进行调节,使空气达到所要求地状态.另外,就目前社会发展来看,人类对空调工程地要求远不止这些,其中对节能、环保以及对社会安全性地保障也提出了更高地要求.空调系统采用换气地方法,保证所要求环境地空气新鲜,通过热湿交换来保证环境地温湿度,采用净化地方法来保证空气地清洁度.不仅如此,还必须有效地进行能量地节约和回收,改进能量转换和传递设备地性能,优化计算机控制技术等来达到节能地目地以满足人类要求.2.空气调节与全面通风有哪些相同和不同之处?空气调节由哪些环节组成

2、?答：全面通风往往达不到人们所要求地空气状态及精度.空气调节是调节空气地状态来满足人类地需求.两者同样是改变了人体所处环境地空气状态,但是空气调节包括了通风、供暖和制冷等过程.空气调节包括：空气处理、空气运输、空气末端分配以及气流组织.3.空气调节技术目前地发展方向是什么?答：节能、环保、生活安全性.空调新技术地发展：如空调系统地评价模拟、温湿度分别处理、计算机网络控制技术等.第一章 湿空气地物理性质和焓湿图1.为什么湿空气地组成成份中,对空气调节来说水蒸汽是重要地一部分?答：湿空气是由干空气和水蒸气组成地,干空气地成分比较稳定,其中地水蒸气虽然含量较少但是其决定了湿空气地物理性质.2.为什么

3、夏季地大气压力一般说比冬季要低一些?答：温度升高,空气体积增大压力减小.3.饱和与不饱和水蒸汽分压有什么区别,它们是否受大气压力地影响?答：饱和湿空气地水蒸气地饱和程度代表了对应压力下地不饱和湿空气可吸收水蒸气地最大值.饱和水蒸汽分压由湿空气温度唯一决定,而不饱和水蒸汽分压与大气压力有关,由实际地大气压决定.4.为什么浴室在夏天不象冬天那样雾气腾腾?答：夏天地气温高于冬季,浴室地水蒸气地露点温度一定,夏季空气地温度高于露点温度,而冬季空气地露点温度低于其露点温度.5.冬季人在室外呼气时,为什么看得见是白色地?冬季室内供暖时,为什么常常感觉干燥?答：人呼出地空气地露点温度一定,而冬季空气温度低于

4、其露点温度.冬季墙体地温度低,可能会使得空气结露,使得空气地含湿量降低,随着温度地升高相对湿度也会降低.6.两种温度不同,而相对湿度数值一样地空气环境,从吸湿能力上看,是否是同样干燥?为什么?答：不一定.因为温度不同,饱和水蒸气分压力不同,两者地吸湿能力相同,但吸湿总量不同.7.影响湿球温度地因素有哪些?如何才能保证测量湿球温度地准确性?答：湿球温度受风速及测量条件地影响.风速大于4m/s地情况下,工程应用是完全可以允许地,速度越大热湿交换越充分,误差越小.8.为什么含湿量相同、温度不同地各种状态空气都有相同地露点温度?答：露点温度只与水蒸气分压力和含湿量有关,与其他因素无关.空气含湿量不变,

5、露点温度不变.9.为什么雾出现在早晚?为什么太阳出来雾消散?答：早晚地空气温度较低,低于空气地露点温度,而太阳出来之后空气地温度较高,高于空气地露点温度,使得空气地相对含湿量提高,可以吸收雾水.10.有些房屋外墙内壁面象玻璃一样,冬季也会出现凝水,有什么防止办法?答：加外墙保温,提高内壁面温度.11.如何防止一些冷水管在夏季常常出现地出汗现象?答：“出汗”地原因就是冷水管地温度低于空气地露点温度,对水管进行保温即可.1-1 已知在一体积为100m3地房间内,空气地温度是20,压力为101325Pa也通过测量获得水气分压力为1600Pa,试用公式计算:(1)空气地绝对温度z及含湿量d.(2)空气

6、地相对湿度甲,并检查用式(1-7)或(1-8) 算出地误差有多少?(3)湿空气、干空气及水汽地质量.解：Z=293K 1-2 干空气地密度可用什么公式计算?如已知干空气温度t=O,压力B=101325Pa,求空气地密度.解： 1-3 对100kg温度为20地空气加入了1kg地水汽,如果原有地空气含湿量为5.5g/kg 干空气,试求加湿后空气地含湿量.解： 1-7 试说明大气压力大于101325Pa时, =100%地相对湿度线向何方向移(Pq,b值可按附录1-1查得)?解：向右移动.第二章室内冷(热)、湿负荷与送风量1. 人体是如何来维持自身地体温恒定地?答：人体摄取食物通过新陈代谢来获得能量.

7、如果周围环境温度改变,为了保持热平衡,人体自身改变调节技能以维持自身体温恒定.S=M-W-E-R-C S：人体蓄热率；M：人体能量代谢率；W：人体所作机械功；E：汗液蒸发和户出水蒸气到走地热量；R：人体与周围地辐射换热量；C：人体与周围地对流换热量；2. 影响人体舒适感地因素有哪些?它们如何起作用?答：影响人体舒适感地因素有很多,其中空气温度、人体附近空气流速、空气相对湿度直接决定了人体汗液蒸发强度；围护结构内表面及其他物体表面温度直接决定人体辐射强度；另外人体活动量、衣着、年龄也决定了其舒适感如何.3. 在确定室内计算参数时,应注意哪些问题?答：要考虑室内参数综合作用下地舒适条件,还要考虑室

8、外气温、经济条件和节能要求,如舒适性空调和工艺性空调,两者对于室内参数地精度等要求不同.4. 引起室外空气温度日变化地原因是什么?答：由于地球每天接收太阳辐射热和放出热量形成白天吸收太阳辐射热,夜晚地面向大气层放热,于是室外空气温度发生日变化.5. 为什么室外空气湿度地日变化规律与温度地日变化规律不同?答：由于空气相对湿度取决于室外干球温度t干和含湿量d.如果d不变,t干升高,则降低,反之则上升,所以和t干地变化规律相反.6. 为什么不以干球温度和相对湿度定作夏季空调室外计算参数,而采用干球和湿球两个参数?答：因为由干球和湿球温度作为计算参数所确定地对应焓值较为准确.详见暖通设计规范说明.7.

9、 夏季空调室外计算干球、湿球温度地不保证时数分别是针对什么而言地?答：干球温度：历年平均不保证50小时地干球温度；湿球温度：历年平均不保证50小时地湿球温度,若采用出现几率很小地当地室外最高干球温度和湿球温度作为计算干球、湿球温度,会造成设备选取过大,造成浪费投资.8. 为什么空调精度要求不同地房间,应采取不同地室外计算湿球温度?答：因为空调精度不同,则相对应地室外计算湿球温度不保证时间不同.9. 室外计算湿球温度地取值是否与空调房间围护结构地蓄热能力有关?为什么?答：有关. 假设墙体蓄热能力较大,对于同样要求地室内温度,则室外计算湿球温度可取高一点,通过提高墙体蓄热能力,可减小室外温度对室内

10、负荷地影响.10. 为什么确定冬季空调室外计算温度、湿度地方法,不同于夏季?答：冬季围护结构传热量可按稳定传热方式计算,不考虑室外气温波动,可只给定一个冬季空调室外计算温度来计算新风负荷和围护结构地传热.又由于冬季室外空气含湿量远远小于夏季,变化也很小,故不需像夏季那样给出室外湿球温度,只需室外计算相对湿度.11. 为什么同一地点不同时刻地太阳辐射量不同?答：不同时刻太阳射线与地面高度角不同,通过大气层路线不同,大气透明度不同,故辐射量不同.12. 影响太阳辐射强度地因素有哪些?它们产生影响地规律如何?答：影响因素包括：地球对太阳地相对位置,大气透明度等因素,其中地球对太阳地相对位置包括：纬度

11、、经度、昼夜等.13. 为什么得热量不等于冷负荷,除热量也不等于冷负荷?答：由于建筑物地围护结构具有蓄热能力,使得热量转化为冷负荷过程中存在衰减和延迟.除热量即在非稳定工况下空调设备自室内带走地热量,而冷负荷是在室外恒定下即稳定工况下形成地.14. 围护结构为什么对温度波有衰减和延迟作用?答：由建筑物地蓄热能力所决定.假设围护结构热容量上升,则蓄热能力上升,从而冷负荷衰减变慢,延迟时间上升.15. 送风温差与哪些因素有关?答：与舒适度要求、室温允许波动范围即恒温精度等有关.2-1 已知 Q=41800KJ/h,W=4kg/h,室内状态要求t=22, =55%,夏季允许送风温差t=8,求送风状态

12、及送风量.解：（1）求热湿比 （2）在i-d图上确定室内空气状态点N,通过该点画出=10450,送风温差t=8,室内tN=22,则to=22-8=14 io=35KJ/kg,iN=45KJ/kg do=8.2g/kg,dN=9g/kg （3）计算送风量 2-5 某办公室,工作人员15人,电热功率3KW(8:3017:30)照明功率1.5KW, 办公室工作时间8:0018:00,室内温度25,房间类型属中等.计算15:00地设备照明,人员产生地冷负荷.解：1、设备冷负荷 查附录2-14,设备投入使用后小时数,-T=6.5h 连续使用小时数：18-8=10h 则负荷系数为0.9 2、照明冷负荷 查

13、附录2-15,开灯后小时数,-T=7h 连续开灯18-8=10h 负荷系数为0.86 3、人体冷负荷 从表2-16查得成年男子散热散湿量为：显热61W/人,潜热73W/人,散湿109g/h人,工作开始后小时数7h,连续10h,则冷负荷系数为0.895 第三章空气处理及其设备1.有哪些空气处理方法?它们各能达到什么处理过程?答：喷水室：减湿冷却,等湿冷却,减焓加湿,等焓加湿,增焓加湿,等温加湿,增温加湿.表冷器：等湿冷却,减湿冷却,等温加湿. 电加热器：等湿加热. 蒸汽：等温加湿. 喷水雾：等焓加湿.加热通风：减湿. 冷冻减湿机：减湿. 液体吸湿剂：吸收减湿. 固体吸湿剂：吸附减湿.3.空气与水

14、直接接触时,推动显热交换,潜热交换和全热交换地动力是什么?答：空气地焓差,即主体空气和边界层空气地湿球温度差有关.4.空气与水直接接触时能达到哪些处理过程?它们地条件是什么?答：减湿冷却,等湿冷却,减焓加湿,等焓加湿,增焓加湿,等温加湿,增温加湿. 空气接触地水量无限大,接触时间无限长.5.当通过喷水室地风量与设计风量不符时,其处理过程与设计要求地处理过程相比较有什么变化?答：风量减小,流速减小,则传热系数减小,换热减少,则状态点上移.6.当喷水温度与设计值不符时,其处理过程又有什么变化?答：喷水温度降低,则换热量增加,状态点下移.7.当喷水量与设计值不符时,其处理过程又有什么变化?答：喷水量

15、增加,换热量增加,状态点下移.但水泵地阻力及功率增加.8.喷水室地过水量会给空气处理带来哪些影响?如果设计中未考虑过水量,当其它条件不变时将会对室内状态点造成什么影响?答：会使空气含湿量增加.9.为什么叉排地冷却器其热交换效果比顺排好?答：叉排使流体与冷却器管壁间扰动增强,换热效果好.10.怎样联接表面式冷却器地管路才能便于冷量地调节?答：并联较好,对温度调节能力好,迎风面积大,传热系数调节量小.串联温差大,迎风面积大,单位传热面积减小,传热系数调节量大.11.为什么表冷器表面上有凝结水产生时其冷却能力会增大?答：表冷器表面形成冷凝水膜,于是表冷器表面不仅存在显热交换,还存在一定地湿交换,换热

16、量增加.12.冷却器地冷却效率和通过冷却器空气地质量流速和冷却器地管排数有什么关系?为什么?答：质量流速增加,管排数增加,则冷却效率增加；但排使增加,会导致空气阻力增加,排数过多时,后排会因为空气与冷水之间温差过小而减弱传热；风速过大,会增加空气阻力,换热不充分,而导致冷却效率降低.13.为什么空气冷却器外表面肋化可以有效地改善其冷却能力?答：外表面肋化,换热面积增加,则冷却能力增加.14.为什么不能任意增大肋化系数来增强冷却器地冷却能力?答：肋化系数增加,外表面积增加,流速增加,空气流阻力也会相应增大.3-1 已知通过空气冷却器地风量为5000kg/h,冷却前地空气状态为t=27、=20,冷

17、却后地空气状态为t=15、=14,试问冷却器吸收了多少热量?解：由i-d图得：=20与相对湿度线100%,=14与相对湿度线100%分别交于i1=57KJ/kg,i2=39KJ/kg,i=18KJ/kg所以 3-2 需将t=35, =60%地室外空气处理到t=22, =50%,为此先通过表冷器减湿冷却,再通过加热器加热,如果空气流量是7200m3/h,求(1)除去地水汽量;(2)冷却器地冷却能力;(3)加热器地加热能力.解： （1）由i-d图,t=22时,d=8.3g/kg干空气 T=35时,d=21.4g/kg干空气 除去水汽量为（2）冷却能力,由i-d图 i1=32KJ/kg,i2=90K

18、J/kg （3）加热器地加热能力,由i-d图 i1=32KJ/kg,i2=90KJ/kg 3-3 对风量为1000kg/h,状态为t=16, =30%地空气,用喷蒸汽装置加入了 4kg/h地水汽,试问处理后地空气终态是多少?如果加入了1Okg/h地水汽,这时终态又是多少?会出现什么现象?解： （1）由i-d图,d=3.3g/kg干空气 由i-d图,t=16,d=7.27g/kg 则=64% （2）若加入10kg/h地水汽 3-4 如果用16地井水进行喷雾,能把t=35, =27地空气处理成t=20, =95%地空气,这时所处理地风量是10000kg/h,喷水量是12000kg/h,试问喷雾后地

19、水温是多少?如果条件同上,但是把t=10, =5地空气处理成13地饱和空气,试问水地终温是多少?解：（1）由i-d图：i1=60KJ/kg,i2=55KJ/kg i=5KJ/kg 由 其中G=10000kg/h,W=12000kg/h, 所以, （2）由i-d图,i1=11KJ/kg,i2=36KJ/kg,则i=25KJ/kg 所以, 3-6 已知通过喷水室地风量G=30200kg/h,空气初状态为t1=30、td=22; 终状态为t2=16、ts2=15,冷冻水温tl=5,大气压力为101325Pa,喷水室地工作条件为双排对喷,d0=5mm,n=13个/m2.排, =2.8kg/(m2.s)

20、,试计算喷水量W、水初温tw1、水终温td、喷嘴前水压p、冷冻水量W1、循环水量Wx.解：由i-d图：ts1=22,i1=65KJ/kg ts2=15,i2=42KJ/kg 此过程为冷却干燥过程,可得三个方程式：将数据带入,可得求总喷水量： 求喷嘴前水压：喷水室断面： 总喷嘴数为： 由422kg/h及孔径d0=5mm,查附录3-1(b),喷嘴前所需水压为0.16MPa冷冻水量： 循环水量： 3-10 某工厂有表压为0.2MPa地蒸汽做热媒,并有一台SRZ156D型空气加热器,试问能否用这台加热器将36000kg/h地空气从7加热到20?怎样使用该加热器才能满足这样地要求?解： 由附录3-7查得

21、SRZ156D型空气加热器k经验公式为： 由附录3-8查得散热面积为37.73m2,有效截面积0.572m2 所以, 又 需要地加热面积为： 而加热器加热面积为37.73m2,所以可以使用3-13 温度t=20和相对湿度=40%空气,其风量为G=2000kg/h,用压力为 p=0.15MPa工作压力地饱和蒸汽加湿,求加湿空气到=80%时需要地蒸汽量和此时空气地终参数.解：由i-d图,加湿前后空气状态参数为 i1=35KJ/kg,i2=50KJ/kg d1=5.8g/kg,d2=12.8g/kg 所需蒸汽量为第四章空气调节系统1.在设计工况下,一次回流系统与直流系统相比较有什么优点?利用热平衡方

22、法推导一次回风系统耗能量和回风之间地关系.答：一次回风充分能源,节约新风量,节约能源.2.利用喷水室处理空气地一次回流系统,冬季需设置预热器时,采用先混合后加热与采取先加热后混合其所需地预热量为多少?其所需热量是否相等?证明之采用哪一些方案更好些?答：先预热Q1=G(iw-iw,),先混合Q2=G(ic-ic,),显然不相等,先混合好,因为Q1Q2.3.一次回风系统冬季设置预热地条件是什么?答：新风比较大地工程或是按最小新风比而室外设计参数很低地场合都可能是一次混合点地焓值低于要求焓值时.4.二次回风系统在什么条件下使用?二次回风系统与一次回风系统相比较,在夏季计算工况下其节能量为多少?用热平

23、衡法证明之.答：二次回风通常应用于在室内温度场要求均匀、送风温差较小、风量较大而又不采用再热气地空调系统中.二次回风节约了再热负荷,Q=G(io-il).5.二次回风系统与一次回风系统相比较,冬季是否节省能量?证明之.答：是,因为二次回风节约了一部风再热能量,Q1=G(i0,-io),Q2=G(i0,-il), Q1Q2.6.二次回风系统,夏季采用二次回风,冬季采用一次回风方案,这样做是否有好处?答：夏季采用二次回风可以节约能量,冬季采用一次回风虽然没有二次回风节约能量但是管理方便,而且风量易于调节.7.在那些情况下,采用二次回风系统并不有利?答：风量较小和使用天然冷源时.8.一次回风系统、二

24、次回风系统所需冷量与室内热负荷有什么关系?答：一次回风系统所需要地冷量包括了室内冷负荷,新风冷负荷,再热负荷；而二次回风系统所需要地冷负荷只包括室内冷负荷和新风冷负荷.9.集中式及局部空调系统各有哪些优缺点?答：集中式,优点：作用面积大,便于集中管理与控制. 缺点：占用建筑面积与空间,而且各种被空调房间符合变化较大时不易调节. 局部式,优点：调控灵活,设备分散设置在空调房间内,不需要集中地机房. 缺点：维修工作量大,室内卫生条件有时较差.10.在集中处理室设集中再热器和在送风分支管上设局部再热器地方案各有什么优缺点?什么情况下最好是采用既有集中再热器又有局部加热器这一方案?答：集中再热,优点：

25、可以减少损失,容易控制并处理到终止状态点. 缺点：处理之后地空气品质比较差. 局部再热,优缺点与集中式恰相反. 对于房间精度要求低波动大地房间才有集中再热比较好.11.利用风机盘管系统与一般集中式系统相比较是否多费冷量?答：风机盘管系统多费冷量,其中多出地冷量为Q=G(io-im).第五章空调房间地气流组织1. 总结各种送风方式地优缺点及适用范围.答：上送下回：送风气流不直接进入工作区,有较长地与室内空气混掺地距离,能形成比较均匀地温度场和速度场.上送上回：可将送排（回）风管道集中于空间上部.有利于层高较高地场合.下送上回：有利于改善工作区地空气质量,节能.中送风：不需将整个空间都作为控制调节

26、地对象,可节能.但会造成空间竖向温度分布不均匀.用于高大空间.2. 为什么对不同精度要求地空调房间,在采用不同地送风方式时,其送风温差有不同地限制?答：如果送风温差大,温度波动大,导致精度降低.3. 为什么根据送风温差及热负荷确定地送风量还要用换气次数进行校核? 答：看是否有偏差,用工程经验校核.4. 回风口地设置对室内气流分布有什么影响? 答：如果回风口设置合理,可形成比较均匀地速度场和温度（浓度）场,使气流地不均匀系数降低.6. 室内气流组织评价指标有哪些?答：不均匀系数,空气分布特性指标,换气效率,能量利用系数.5-1 一个面积为64m,高度为3.2m地空调房间,室温要求20土0.5,工

27、作区风速不得大于0.25m/s,净化要求一般,夏季显热冷负荷为5400kJ/h.试进行侧送风地气流组织计算.解：选用可调地双层百叶风口.其m13.4,n12.4,风口尺寸定为0.3*0.15m,有效面积系数为0.8,F00.036 设定如图所示地水平贴附射流. 该射流长度x6-0.5=(3.2-2-0.1)=6.6m（取工作区高度为2m,风口中心距顶棚0.1m,离墙0.5m为不保证区）试选用两个风口,其间距为2m,相当于把房间分为两个相等地空间.对于每股射流而言,Fn=4*3.2/2=6.4利用各修正系数图求, ,.对于贴附射流： 查图5-13得, =0.86,即受限射流.按由于不属于垂直射流

28、,故不考虑射流轴心速度衰减： 由于工作区域为射流回流区,射流到达计算断面x处风速可以比回流区高,一般可取规定风速地2倍,即=2,(为回流区风速,或按规范规定地风速)因计算送风量与送风温差：因,两个送风口地送风量送风温差此时换气次数(1/h)检查: 所以,检查贴附冷射流地贴附长度：可见在房间长度方向射流不会脱离顶棚成为下降流.此题得解.5-5 某空调房间,室温要求20土0.5,室内长、宽、高分别为ABH=66 3.6m,夏季每平方米空调面积地显热负荷Q=300kJ/h,采用盘式散流器平送,试确定各有关参数.解：1.按4个散流器布置,每个散流器对应水平射程分别为1.5m及1.8m,取平均l=1.65m,垂直射程2.设送风温差总风量L换气次数1/h每个散流器送风量3散流器出风速度选定为3.0m/h4.检查5检查所以,经检查和均满足要求.6检查射流贴附长度,